第十七章通風(fēng)設(shè)備

第十七章通風(fēng)設(shè)備第1頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)概述一、礦井通風(fēng)設(shè)備的作用礦井通風(fēng)設(shè)備的作用就是向井下輸送足夠的、連續(xù)的新鮮空氣，稀釋和排除有毒、有害氣體，調(diào)節(jié)井下所需風(fēng)量、溫度和濕度，改善環(huán)境條件，保證安全生產(chǎn)。所以通風(fēng)機(jī)被譽(yù)為礦井“肺臟”。它晝夜不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，加之其功率大，因此其耗能很大。所以合理地選擇和使用通風(fēng)機(jī)，不僅關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)和職工的身體健康，而且對礦井的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也有一定影響。第2頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

二、通風(fēng)機(jī)的分類礦井通風(fēng)機(jī)按其服務(wù)范圍可分為主要通風(fēng)機(jī)和局部通風(fēng)機(jī)。主要通風(fēng)機(jī)是負(fù)責(zé)全礦井或某一區(qū)域通風(fēng)任務(wù)的風(fēng)機(jī)；局部通風(fēng)機(jī)是負(fù)責(zé)掘進(jìn)工作面或加強(qiáng)采煤工作面通風(fēng)用的風(fēng)機(jī)。按氣流在葉輪內(nèi)的流動方向可分為離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。離心式通風(fēng)機(jī)是氣流沿軸向進(jìn)入葉輪，在葉輪內(nèi)轉(zhuǎn)為徑向流出；軸流式通風(fēng)機(jī)是氣體沿軸向進(jìn)入葉輪，經(jīng)葉輪后仍沿軸向流出。第3頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

三、通風(fēng)機(jī)的工作原理1．離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理圖17-1為離心式通風(fēng)機(jī)的簡圖。當(dāng)葉輪1按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其中的空氣在葉片的作用下，隨同葉輪一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)獲得能量，由葉輪中心流向外緣，最后經(jīng)螺線形機(jī)殼4和錐形擴(kuò)散器6排至大氣中。在此同時(shí)，葉輪中心處形成負(fù)壓，外部空氣在大氣壓的作用下，不斷地經(jīng)進(jìn)風(fēng)口3進(jìn)入葉輪，產(chǎn)生連續(xù)風(fēng)流。有的通風(fēng)機(jī)在葉輪前裝有前導(dǎo)器5，以使入口氣流發(fā)生扭曲，達(dá)到調(diào)整風(fēng)量和風(fēng)壓的目的。

第4頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三2．軸流式通風(fēng)機(jī)的工作原理圖17-2為軸流式通風(fēng)機(jī)的簡圖。當(dāng)電動機(jī)驅(qū)動葉輪1旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪上的葉片推動空氣質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動，同時(shí)又迫使空氣質(zhì)點(diǎn)沿軸向流動，經(jīng)整流器7、擴(kuò)散器8排出風(fēng)機(jī)。此時(shí)，在葉輪入口處形成負(fù)壓，外部空氣在大氣壓力作用下，經(jīng)集風(fēng)器5進(jìn)入葉輪，形成連續(xù)風(fēng)流。第5頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-1離心式通風(fēng)機(jī)示意圖1-葉輪；2-軸；3-進(jìn)風(fēng)口；4-機(jī)殼；5-前導(dǎo)器；6-擴(kuò)散器第6頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-2軸流式通風(fēng)機(jī)簡圖1-輪轂；2-葉片；3-軸；4-外殼；5-集風(fēng)器；6-流線體；7-整流器；8-擴(kuò)散器第7頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

四、通風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)1．風(fēng)量單位時(shí)間內(nèi)通風(fēng)機(jī)輸送的氣體體積，稱為風(fēng)量，以Q表示。其單位為m3/s、m3/min、m3/h。2．風(fēng)壓單位體積的氣體流經(jīng)通風(fēng)機(jī)后所獲得的能量，稱為風(fēng)壓，以H表示。其單位為N/m2。通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓分為靜壓、動壓和全壓。（1）靜壓是指單位體積的氣體流過通風(fēng)機(jī)后所獲得的壓力能（或勢能）。用Hj表示。（2）動壓是指單位體積的氣體流過通風(fēng)機(jī)后所獲得的第8頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三動能。用Hd表示。（3）全壓是指單位體積的氣體流過通風(fēng)機(jī)后所獲得的總能量。用H表示。3．功率（1）軸功率電動機(jī)傳遞給通風(fēng)機(jī)軸的功率，即通風(fēng)機(jī)的輸入功率，用P表示，單位為kW。（2）有效功率單位時(shí)間內(nèi)空氣自通風(fēng)機(jī)所獲得的實(shí)際能量，即通風(fēng)機(jī)的輸出功率，用Pe表示。kW第9頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

4．效率由于通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中要產(chǎn)生流動損失、泄漏損失和機(jī)械損失，因此通風(fēng)機(jī)的軸功率P不可能全部變?yōu)橛行Чβ蔖e。有效功率Pe與軸功率P之比叫做通風(fēng)機(jī)的效率，用η表示。

（17-2）

5．轉(zhuǎn)速通風(fēng)機(jī)軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，用n表示，單位為r/min。第10頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)通風(fēng)機(jī)的特性曲線

一、離心式通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理與離心式水泵基本相同，其區(qū)別僅在于前者的工作介質(zhì)是空氣，后者是水。因此，離心式通風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)出口處的速度圖及計(jì)算公式與離心式水泵基本相同。離心式通風(fēng)機(jī)的葉輪也有前彎葉片、徑向葉片和后彎葉片三種型式。這三種葉型的理論風(fēng)壓線與水泵的理論揚(yáng)程線完全一樣。其中以后彎葉片的葉輪效率最高。由于礦井通風(fēng)設(shè)備是長時(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的大功率機(jī)電設(shè)備，第11頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三所以為了減少通風(fēng)耗電，絕大多數(shù)礦用離心式通風(fēng)機(jī)，都采用后彎葉片的葉輪。從離心式通風(fēng)機(jī)的理論風(fēng)壓線中，扣除葉片數(shù)目為有限多和水力損失(摩擦損失、沖擊損失)對壓力的影響，便得離心式通風(fēng)機(jī)的實(shí)際個(gè)體特性曲線，如圖17-3所示。由于影響流動的因素極為復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中，通風(fēng)機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下的流量、壓力、功率只能通過實(shí)驗(yàn)方法測出，而效率可通過式（17-2）求得。第12頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-3離心式通風(fēng)機(jī)的實(shí)際個(gè)體特性曲線第13頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

二、離心式通風(fēng)機(jī)的類型系數(shù)和類型曲線與水泵一樣，凡滿足幾何相似和運(yùn)動相似的通風(fēng)機(jī)，便稱為同系列或同類型通風(fēng)機(jī)。同類型通風(fēng)機(jī)必有其共同特性。反映同類型通風(fēng)機(jī)共同特性的曲線，稱為類型特性曲線。類型曲線是以無因次類型系數(shù)為坐標(biāo)繪制的，類型系數(shù)可按下式計(jì)算：風(fēng)壓系數(shù)第14頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

二、軸流式通風(fēng)機(jī)的特性曲線

軸流式通風(fēng)機(jī)的葉輪是把機(jī)翼形葉片安裝在葉輪的輪轂上，呈放射狀，如圖17-5所示。在半徑r處用兩個(gè)無限接近的圓柱面截取一個(gè)厚度為△r的基元環(huán)，并將其展到平面上。如圖17-6所示。從平面上看，機(jī)翼沿直線等距離排列，機(jī)翼的位置及形狀彼此相同，這

流量系數(shù)

功率系數(shù)第15頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三種圖形稱為葉柵。相鄰葉柵的間距稱為柵距t，葉片的弦線與葉柵出口邊緣線的交角稱為葉片安裝角θ。當(dāng)葉輪以一定的角速度ω轉(zhuǎn)動時(shí)，其葉柵就相當(dāng)于以圓周速度向前移動。此時(shí)，氣流在葉柵中的流動是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動，其絕對速度c等于相對速度w和圓周速度u的向量和；另外絕對速度c也可以分解為軸向速度ca和旋繞速度cu（假設(shè)徑向速度為零），由此作出葉輪進(jìn)、出口處的速度三角形，如圖17-6所示。第16頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-5軸流式通風(fēng)機(jī)葉輪圖第17頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三17-6平面直列葉柵速度圖第18頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

軸流式通風(fēng)機(jī)某一半徑r處基元葉柵的理論全壓方程式為Pa（17-6）若通風(fēng)機(jī)未加前導(dǎo)器，氣流在葉輪入口的絕對速度c1是軸向的，即c1u＝0，則（17-7）同推導(dǎo)離心式水泵的理論揚(yáng)程與理論流量關(guān)系式的方法一樣，可得離心式通風(fēng)機(jī)理論風(fēng)壓與理論流量的關(guān)系為N/m2（17-8）式中D——葉輪外徑，m；

第19頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-7軸流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線圖17-8軸流式通風(fēng)機(jī)實(shí)際風(fēng)壓特性曲線第20頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三d——輪轂直徑，m；

——在葉片圓周速度為u處的氣流出口角（相對速度與圓周速度負(fù)方向的夾角）。在葉輪結(jié)構(gòu)尺寸和通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定的條件下，u、D、d和均為定值，因此，軸流式通風(fēng)機(jī)理論風(fēng)壓與理論流量呈線性關(guān)系。因<90°，所以軸流式通風(fēng)機(jī)的理論風(fēng)壓線為一向下傾斜的直線。從理論風(fēng)壓線中扣除各種損失，便得軸流式通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)壓特性曲線，如圖17-7所示。可看出，該曲線有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，即在曲線最高點(diǎn)A的左側(cè)呈馬鞍第21頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三形，A點(diǎn)以左為不穩(wěn)定工況區(qū)。因?yàn)檩S流式通風(fēng)機(jī)葉片在輪轂上的安裝角是可調(diào)的，為使用方便，廠家將不同安裝角時(shí)的特性曲線畫在同一個(gè)圖上，且只給出A點(diǎn)以右的穩(wěn)定工況區(qū)，如圖17-8所示。圖中還繪出了等效率曲線，該曲線上每一點(diǎn)的效率均相等。第22頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)路中的工作

風(fēng)流在礦井中所流經(jīng)的通道稱為網(wǎng)路。每臺通風(fēng)機(jī)總是和一定的網(wǎng)路連接在一起進(jìn)行工作的。因此，通風(fēng)機(jī)的工作狀況不僅取決于通風(fēng)機(jī)本身，同時(shí)也取決于網(wǎng)路的長短，截面的大小和網(wǎng)路的配置情況。這就要求通風(fēng)機(jī)與網(wǎng)路之間應(yīng)合理匹配，不僅要滿足礦井通風(fēng)的要求，還要使通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)、可靠。第23頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三一、通風(fēng)網(wǎng)路特性風(fēng)流流過網(wǎng)路時(shí)，由于網(wǎng)路阻力的存在會產(chǎn)生各種損失，這就需要通風(fēng)機(jī)提供能量（風(fēng)壓）來彌補(bǔ)損失，維持氣流在網(wǎng)路中的流動。風(fēng)流在流過網(wǎng)路時(shí)，通過的風(fēng)量與所需風(fēng)壓的關(guān)系就是通風(fēng)網(wǎng)路阻力特性，簡稱網(wǎng)路特性。通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)路上的工作可用圖17-9示意。設(shè)通風(fēng)機(jī)全壓為H，列斷面1-1和3-3間有能量輸入的伯努利方程式（不計(jì)空氣重率）。第24頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-9通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)路上工作示意圖式中h——整個(gè)通風(fēng)網(wǎng)路的阻力，N/m2；

p1、p3——分別為斷面1-1和3-3處的氣流靜壓，N/m2；

v1、v3——分別為斷面1-1和3-3處的氣流速度，m/s。因?yàn)椋ù髿鈮海?，，所以上式可寫?/p>

N/m2

第25頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三由公式（17-10）可以看出：通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓H一部分用于克服網(wǎng)路阻力h，另一部分則消耗在空氣排入大氣時(shí)的速度能的損失上。通常，將通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓H稱為全壓；用于克服網(wǎng)路阻力的有益風(fēng)壓稱為靜壓，用Hj表示，即Hj＝h。通風(fēng)機(jī)出口斷面的速度能稱為動壓，用Hd表示，即于是有由流體力學(xué)知道，通風(fēng)網(wǎng)路阻力包括沿程阻力和局部阻力，即式中Rj――網(wǎng)路靜阻力損失常數(shù)，Ns2/m8。

第26頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三式中R――網(wǎng)路全阻力損失常數(shù)，Ns2/m8。公式(17-12)和(17-13)分別為通風(fēng)網(wǎng)路的靜阻力特性方程和全阻力特性方程。將它們畫在Q-H坐標(biāo)圖上，均為通過坐標(biāo)原點(diǎn)的二次拋物線；即為通風(fēng)網(wǎng)路的靜阻力特性曲線和全阻力特性曲線，如圖17-10所示。圖17-10通風(fēng)網(wǎng)路的特性曲線第27頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三二、通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)和工業(yè)利用區(qū)

1．通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)在通風(fēng)系統(tǒng)中，通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線與通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線，按同一比例尺畫在同一坐標(biāo)圖上所得的交點(diǎn)稱為通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。工況點(diǎn)所對應(yīng)的各項(xiàng)參數(shù)，稱為工況參數(shù)。在確定工況點(diǎn)時(shí)，若通風(fēng)機(jī)為全壓特性時(shí)，網(wǎng)路特性也應(yīng)為全阻力特性；若通風(fēng)機(jī)為靜壓特性時(shí)，網(wǎng)路特性也應(yīng)為靜阻力特性。如圖17-11所示，利用全壓特性曲線確定的工況點(diǎn)為M′，利用靜壓特性曲線確定的工況點(diǎn)為M，兩者的流量相等。第28頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-11通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)

2．工業(yè)利用區(qū)通風(fēng)機(jī)的工業(yè)利用區(qū)是為了保證通風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性而劃定的。如圖17-7所示，軸流式通風(fēng)機(jī)的特性曲線呈馬鞍形。當(dāng)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)進(jìn)入曲線最高點(diǎn)左邊時(shí)，就會出現(xiàn)機(jī)器振動增大，聲音異常，壓力及功率參數(shù)發(fā)生波動等現(xiàn)象。為避免這些現(xiàn)象的發(fā)生，通風(fēng)機(jī)應(yīng)工作在曲線最第29頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三高點(diǎn)的右邊。考慮到由于某種原因，通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可能下降，故規(guī)定工況風(fēng)壓不得超過最高靜壓的90％，即穩(wěn)定工作條件為

另外，從經(jīng)濟(jì)性上一般規(guī)定，工況靜效率應(yīng)大于或等于通風(fēng)機(jī)最大靜效率的0.8倍，但不得低于0.6，即經(jīng)濟(jì)工作條件為(17-15)對于離心式通風(fēng)機(jī)由于其特性曲線上沒有不穩(wěn)定區(qū)（個(gè)別除外），其工業(yè)利用區(qū)的劃分只滿足式（17-15）效率要求即可。根據(jù)公式（17-14）和（17-15）的要求，可以在第30頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三通風(fēng)機(jī)的特性曲線上，找出一個(gè)既滿足穩(wěn)定性又滿足經(jīng)濟(jì)性的工作范圍（圖17-12、圖17-13中的陰影部分），此范圍就稱為通風(fēng)機(jī)的工業(yè)利用區(qū)。圖17-12軸流式通風(fēng)機(jī)的工業(yè)業(yè)區(qū)圖17-13離心式通風(fēng)機(jī)的工業(yè)利用區(qū)第31頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三三、通風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)在礦井開采過程中，網(wǎng)路阻力和礦井所需風(fēng)量是不斷變化的。這就要求通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)必須根據(jù)實(shí)際需要和穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的途徑有兩條：一是改變網(wǎng)路特性曲線；二是改變通風(fēng)機(jī)特性曲線。（一）改變網(wǎng)路特性曲線改變網(wǎng)路特性的方法可分為增阻法和降阻法。增阻法又叫閘門節(jié)流法，即在不改變通風(fēng)機(jī)特性的情況下，適當(dāng)關(guān)閉豎直風(fēng)門，使通風(fēng)網(wǎng)路的阻力增大，網(wǎng)路特性曲線由1變?yōu)?，工況點(diǎn)由M1變?yōu)镸2，從而使風(fēng)量由Q1變?yōu)镼2。如圖17-14所示。降阻法則可通過擴(kuò)修或并聯(lián)巷道來實(shí)現(xiàn)，降低網(wǎng)路阻力，使風(fēng)量增大。第32頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三（二）改變通風(fēng)機(jī)特性曲線1．改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速當(dāng)通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，其特性曲線上任一點(diǎn)的工況參數(shù)均按比例定律變化。如圖17-15所示，若通風(fēng)機(jī)以轉(zhuǎn)速n1工作時(shí)，工況點(diǎn)為1，此時(shí)風(fēng)量為Q1、風(fēng)壓為H1、功率為N1、效率為η1。若把通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由n1減少到n2，即通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)由1移到2，此時(shí)風(fēng)量為Q2、風(fēng)壓為H2、功率為N2、效率η2≈η1。這種調(diào)節(jié)方法可以保證通風(fēng)機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)性最好，因此被廣泛采用，特別是對離心式通風(fēng)機(jī)的工況調(diào)節(jié)。改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有變頻調(diào)速、晶閘管調(diào)速、雙速電機(jī)、更換電動機(jī)或更換皮帶輪等。第33頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-14閘門節(jié)流法圖17-15改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)第34頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三2．前導(dǎo)器調(diào)節(jié)法由通風(fēng)機(jī)的理論全壓方程可知，通風(fēng)機(jī)的理論全壓與其入口切向速度clu的大小有關(guān)，因此，可以通過改變前導(dǎo)器葉片的安裝角度，來改變風(fēng)機(jī)入口的切向速度clu，以改變風(fēng)機(jī)的特性，從而達(dá)到調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)工況的目的。此法會使通風(fēng)機(jī)的效率略有降低。經(jīng)濟(jì)性比改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)法差，但優(yōu)于閘門節(jié)流法，并可在不停機(jī)的情況下調(diào)節(jié)。因此，作為輔助調(diào)節(jié)措施在通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)中得到廣泛應(yīng)用。3．改變?nèi)~輪葉片安裝角調(diào)節(jié)法

軸流式通風(fēng)機(jī)葉片安裝角θ一般可調(diào)，通過改變?nèi)~片安裝角θ，使通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓發(fā)生變化，即第35頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三改變通風(fēng)機(jī)的特性曲線。如圖17-16所示。設(shè)葉輪葉片的安裝角為45°，網(wǎng)路特性為R，則通風(fēng)機(jī)工作在工況點(diǎn)1，通風(fēng)機(jī)流量為Q1。若要將流量減至Q2，則只需將葉片的安裝角由45°調(diào)到35°，工況點(diǎn)便由l變到2，流量則由Ql降到Q2。改變?nèi)~片安裝角度的方法很多，原始的方法是停機(jī)人工對逐個(gè)葉片進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種方法不但工作量大，調(diào)節(jié)時(shí)間長，而且也難以保證各葉片調(diào)節(jié)在相同的安裝角度上。目前有些新型通風(fēng)機(jī)，在停機(jī)情況下，可采用專門的葉片安裝角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣，不僅可同時(shí)改變?nèi)咳~片的安裝角，而且能保證各葉片角度相等。較先進(jìn)的調(diào)節(jié)方法是采用液壓或機(jī)第36頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三械傳動的動葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它可以在不停機(jī)的情況下調(diào)節(jié)安裝角度，并且調(diào)節(jié)均勻。除上述風(fēng)機(jī)工況調(diào)節(jié)方法外，軸流式風(fēng)機(jī)還可以通過改變級數(shù)或葉片數(shù)，離心式風(fēng)機(jī)通過改變?nèi)~片寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖17-16改變?nèi)~片安裝角的調(diào)節(jié)第37頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三四、通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合工作單臺通風(fēng)機(jī)不能滿足礦井通風(fēng)要求時(shí)，可以采用多臺通風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作。聯(lián)合工作的形式很多，最基本的是簡單串聯(lián)和并聯(lián)，復(fù)雜的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)都是以此為基礎(chǔ)的。1．通風(fēng)機(jī)的串聯(lián)工作通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作的主要任務(wù)是增加風(fēng)壓，但網(wǎng)路中的風(fēng)量也有所增加。圖17-17為兩臺相同通風(fēng)機(jī)在同一地點(diǎn)串聯(lián)工作的示意圖和曲線圖。

通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作時(shí)，每臺通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是相等的，但總風(fēng)壓為每臺通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓之和。所以，若已知兩臺通風(fēng)機(jī)的特性曲線I、Ⅱ，將兩曲線在相同流量第38頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-17兩臺相同通風(fēng)機(jī)在同一地點(diǎn)的串聯(lián)工作第39頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三下的風(fēng)壓相加，即得串聯(lián)后的合成特性曲線I+Ⅱ。網(wǎng)路特性曲線Ⅲ與串聯(lián)后的合成特性曲線I+Ⅱ的交點(diǎn)M即為串聯(lián)工作時(shí)的工況點(diǎn)。此時(shí)，通風(fēng)機(jī)的合成流量為QM，風(fēng)壓為HM。由圖17-17可以看出，當(dāng)每臺通風(fēng)機(jī)在同一網(wǎng)路Ⅲ上單獨(dú)工作時(shí)，其工況點(diǎn)為M1,2，每臺通風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的風(fēng)量為Q1,2，風(fēng)壓為H1,2。顯然，兩臺通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作時(shí)的合成流量和風(fēng)壓，比每臺通風(fēng)機(jī)單獨(dú)工作時(shí)的流量和風(fēng)壓都有所增加，即QM＞Q1,2，HM＞H1,2。在網(wǎng)路阻力較小時(shí)，其風(fēng)壓增加不顯著，串聯(lián)效果較差。第40頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三2．通風(fēng)機(jī)的并聯(lián)工作通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的主要任務(wù)是增加網(wǎng)路中的風(fēng)量。當(dāng)網(wǎng)路阻力不大時(shí)，其風(fēng)量增加最為顯著。圖17-18為兩臺相同通風(fēng)機(jī)安裝在風(fēng)井附近同一機(jī)房中并聯(lián)工作的示意圖和曲線圖。在同一風(fēng)壓下，把曲線I、Ⅱ的橫坐標(biāo)相加，即得I、Ⅱ號通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作時(shí)的合成特性曲線I+Ⅱ。并聯(lián)工作時(shí)的合成特性曲線I+Ⅱ與網(wǎng)路特性曲線Ⅲ的交點(diǎn)M，即為并聯(lián)工作時(shí)的工況點(diǎn)。此時(shí)，通風(fēng)機(jī)的合成流量為QM，風(fēng)壓為HM。由圖可知，兩臺相同通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作時(shí)，每臺通風(fēng)機(jī)的流量QI＝QⅡ＝QM／2，風(fēng)壓為HI＝HⅡ＝HM。第41頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三當(dāng)一臺通風(fēng)機(jī)在此網(wǎng)路中單獨(dú)工作時(shí)，其工況點(diǎn)為M1,2。流量為Q1＝Q2，風(fēng)壓為H1,2。顯然Q1,2＜QM＜2Q1,2。HM＞H1,2。即并聯(lián)后，通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量增加了，因而達(dá)到了并聯(lián)工作的目的。圖17-18兩臺相同通風(fēng)機(jī)在同一地點(diǎn)的并聯(lián)工作第42頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三第四節(jié)通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及反風(fēng)裝置一、離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造礦用離心式通風(fēng)機(jī)主要有4-72-11型、G4-73-11型和K4-73-01型，前兩者多用于小型礦井，后者常用于大型礦井。（一）4-72-11型離心式通風(fēng)機(jī)4-72-11型離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖17-19所示，主要結(jié)構(gòu)為焊接。由葉輪、機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口和傳動部分等組成。第43頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-194-72-11型№16和№20離心式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-葉輪；2-進(jìn)風(fēng)口；3-機(jī)殼；4-皮帶輪；5-機(jī)軸；6-軸承；7-出風(fēng)口；8-軸承架第44頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三1．葉輪由10個(gè)后彎機(jī)翼型葉片、雙曲線型前盤和平板型后盤組成，其空氣動力性能良好效率高，最高全效率達(dá)91％。葉輪用優(yōu)質(zhì)錳鋼制成，并經(jīng)過動、靜平衡校正，所以它堅(jiān)固耐用，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。2．機(jī)殼機(jī)殼有兩種型式，№2.8~№12等9種通風(fēng)機(jī)的機(jī)殼為整體式，不能拆開?！?6、№20兩種通風(fēng)機(jī)的機(jī)殼制成三開式，即上下可分開，上半部又可分為左右兩半，各部之間用螺栓連接，所以拆卸方便，易于檢修。機(jī)殼斷面均為矩形。3．進(jìn)風(fēng)口第45頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

進(jìn)風(fēng)口為整體結(jié)構(gòu)，裝于通風(fēng)機(jī)的側(cè)面，與軸平行的截面為錐弧形，能將氣流平穩(wěn)的引入葉輪，阻力損失小。4．傳動部分4-72-11型通風(fēng)機(jī)的傳動方式有4種。礦井常用的№16和№20兩種通風(fēng)機(jī)采用的是B式傳動。傳動部分由機(jī)軸、滾動軸承和皮帶輪組成。4-72-11型通風(fēng)機(jī)有左旋和右旋兩種型式。從電動機(jī)一端正視，葉輪按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫“右旋通風(fēng)機(jī)”；葉輪按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的叫“左旋通風(fēng)機(jī)”。5.出風(fēng)口4-72-11型№2.8~№12等9種通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口位置，第46頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三出廠時(shí)均作成一種型式，使用單位根據(jù)要求再安裝成所需要的位置?！?6和№20兩種通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口制成三種固定位置：0°(出風(fēng)口在軸的下部，水平向外)、90°(出風(fēng)口在軸的上部，垂直向上)、180°(出風(fēng)口在軸的上部，水平向外)，不能調(diào)整，訂貨時(shí)需予以說明。6．型號意義現(xiàn)以4-72-11№20B右90°說明其型號的意義：第47頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

（二）G4-73-11型離心式通風(fēng)機(jī)該型通風(fēng)機(jī)主要用于鍋爐通風(fēng)，也可用于礦井通風(fēng)。G4-73-11型離心式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖17-20所示，主要由葉輪、機(jī)殼、進(jìn)風(fēng)口、前導(dǎo)器和傳動部分組成。葉輪由12個(gè)后彎式機(jī)翼型葉片，弧錐形前盤和平板型后盤組成，經(jīng)過動、靜平衡校正，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低、強(qiáng)度高，通風(fēng)機(jī)全效率高達(dá)93％。機(jī)殼用普通鋼板焊接而成，№8～№12的機(jī)殼作成整體結(jié)構(gòu)，№14～№16的機(jī)殼作成兩開式，№18～№28的機(jī)殼作成三開式。傳動方式為D式，即電動機(jī)與通風(fēng)機(jī)采用彈性聯(lián)軸器連接。通風(fēng)機(jī)為單側(cè)吸入式，進(jìn)風(fēng)口與4-72-11型相同，為錐弧形，用螺栓固定在通風(fēng)機(jī)入口側(cè)。在進(jìn)風(fēng)口前面裝置第48頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三有前導(dǎo)器，可在0°（全開）到90°（全閉）的范圍內(nèi)調(diào)整，用以調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)壓。型號中的G表示鍋爐用通風(fēng)機(jī)，其余符號意義同前。圖17-20G4-73-11型離心式通風(fēng)機(jī)第49頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

（三）K4-73-01型離心式通風(fēng)機(jī)K4-73-01型離心式通風(fēng)機(jī)，是專供礦井通風(fēng)用的大型離心式通風(fēng)機(jī)，共有№25、№28、№32、№38四個(gè)機(jī)號，均為雙側(cè)進(jìn)風(fēng)。圖17-21是這種通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。它的葉輪由前盤和中盤組成，每側(cè)各有12個(gè)后彎機(jī)翼型葉片，與盤焊成一體。傳動實(shí)心短軸是用優(yōu)質(zhì)鋼制成，采用靜阻力矩較小的滾動軸承支承；軸頭兩側(cè)均可接電動機(jī)，便于更換。機(jī)殼上部用鋼板焊接，下部由用戶以混凝土制成。進(jìn)風(fēng)口為收斂式流線型，可分成三部分，便于裝拆。型號中的K表示礦井，0表示雙側(cè)進(jìn)風(fēng)，其余符號意義同前。第50頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-21K4-73-01型通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1-葉輪；2-外殼；3-進(jìn)風(fēng)口第51頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

二、軸流式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造（一）2K60型軸流式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造2K60型通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖17-22所示。這種通風(fēng)機(jī)主要由進(jìn)風(fēng)口、葉輪、中后導(dǎo)葉、傳動部分及擴(kuò)散風(fēng)筒(圖中未畫出)等部分組成。1．進(jìn)風(fēng)口進(jìn)風(fēng)口由集風(fēng)器2和表面為流線型罩子的流線體l組成，其作用是使空氣均勻地沿軸向進(jìn)入葉輪，以減少氣流沖擊。2．葉輪該型通風(fēng)機(jī)有兩個(gè)葉輪。每個(gè)葉輪在輪轂上裝有14片機(jī)翼型扭曲葉片。扭曲葉輪可以減小氣流在葉輪內(nèi)的第52頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-222K60型兩級軸流式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)1-流線體；2-集風(fēng)器；3-葉輪；4-中導(dǎo)葉；5-后導(dǎo)葉；6-繩輪第53頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三徑向流動，從而減小損失。葉片安裝角可在15°～45°內(nèi)做間隔5°的調(diào)整，以改變通風(fēng)機(jī)的性能曲線。3．中、后導(dǎo)葉在一、二級葉輪之間安裝有14片中導(dǎo)葉，二級葉輪后安裝有7片后導(dǎo)葉。中、后導(dǎo)葉都呈機(jī)翼型扭曲狀，均安裝在主體風(fēng)筒上，是不旋轉(zhuǎn)部件。中導(dǎo)葉的作用，是將從第一級葉輪流出的旋轉(zhuǎn)方向與u相同的氣流，整定為與u相反的旋轉(zhuǎn)氣流，以提高第二級葉輪產(chǎn)生壓力的能力。后導(dǎo)葉的作用是將第二級葉輪流出的旋轉(zhuǎn)氣流，整定為平行于機(jī)軸的軸向流，并使氣流速度下降，以提高靜壓。為滿足反風(fēng)要求，這種通風(fēng)機(jī)還裝有手動制動閘和導(dǎo)第54頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三葉調(diào)節(jié)裝置。反風(fēng)時(shí)，可使葉輪迅速停止轉(zhuǎn)動，利用電動機(jī)構(gòu)或手動操作，改變中、后導(dǎo)葉的角度使通風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)，其反風(fēng)量能夠到達(dá)正常風(fēng)量的60％。4．傳動部分傳動部分由軸承、支架、傳動軸及聯(lián)軸器等組成。支承主軸的軸承采用靜阻力矩較小的滾動軸承，用油脂潤滑。5．?dāng)U散風(fēng)筒擴(kuò)散風(fēng)筒又稱環(huán)形擴(kuò)散器，由錐形筒芯和筒殼組成，裝在通風(fēng)機(jī)出口端。其過流斷面是逐漸擴(kuò)大的，氣流通過它時(shí)速度降低，使從后導(dǎo)葉流出的氣體的一部分動壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，提高通風(fēng)機(jī)的靜效率。第55頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三6．型號意義第56頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

（二）BDK型兩級對旋軸流式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造BDK系列是根據(jù)大、中型礦井的通風(fēng)需要而研制的一種新型通風(fēng)機(jī)。如圖17-23所示，前后兩級工作葉輪分別與由同規(guī)格的電動機(jī)驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)方向相反，并互為導(dǎo)葉。由于減少了普通兩級風(fēng)機(jī)所必須的前中后導(dǎo)葉，風(fēng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)緊湊，軸向距離小，可獲得高效率、高風(fēng)壓的氣動性能。隔爆型電機(jī)安裝在密閉罩閃，密閉罩置于風(fēng)筒中，使電機(jī)不接觸含瓦斯氣體，密閉罩口有扁管與大氣相通：主機(jī)筒內(nèi)設(shè)有穩(wěn)流裝置，使通風(fēng)機(jī)的性能曲線無駝峰．運(yùn)行無喘振。葉輪輪轂上刻有25°、30°、35°、40°、45°五個(gè)不同角度，安裝葉片時(shí)可根據(jù)需要在25°~45°之間任第57頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-23BDK型對旋軸流式通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)1-集流器；2-一級風(fēng)機(jī)；3-二級風(fēng)機(jī)；4-擴(kuò)散器；5-圓變方；6-擴(kuò)散塔第58頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三意調(diào)節(jié)。每一種機(jī)號均可按用戶參數(shù)要求裝配不同功率、不同轉(zhuǎn)速的電動機(jī)，以獲取不同的性能參數(shù)。該通風(fēng)機(jī)可以直接反轉(zhuǎn)反風(fēng)，反風(fēng)量達(dá)到正常風(fēng)量的60%以上。該通風(fēng)機(jī)的底座有基礎(chǔ)式、滾輪式兩種。滾輪式底座裝有行走滾輪，可在軌道上軸向或橫向移動，各部件之間用螺栓聯(lián)接，檢修拆卸方便；基礎(chǔ)式底座是把通風(fēng)機(jī)固定在混凝土基礎(chǔ)上，調(diào)整平穩(wěn)后二次灌注地腳螺栓。因它不需構(gòu)筑反風(fēng)道和通風(fēng)機(jī)房(只需建造一個(gè)面積較小的電控室)，故可大大節(jié)省基建投資，縮短施工工期。第59頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

三、礦用通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)（一）反風(fēng)的意義和要求根據(jù)實(shí)際需要，人為地臨時(shí)改變通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)流方向，叫做反風(fēng)。在進(jìn)風(fēng)口附近、井筒或井底車場等處發(fā)生火災(zāi)或瓦斯、煤塵爆炸時(shí)，必須立即改變風(fēng)流方向，以防災(zāi)害蔓延?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定，生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向。當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常風(fēng)流的40％。

（二）離心式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)離心式通風(fēng)機(jī)需要利用反風(fēng)道反風(fēng)。圖17-24為第60頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三圖17-24兩臺離心式通風(fēng)機(jī)布置圖1、16-反風(fēng)道；2、12-垂直風(fēng)門；3-閘門架；4-鋼絲繩；5-擴(kuò)散器；6-反風(fēng)門；7、17-通風(fēng)機(jī)；8、10-手搖絞車；9-滑輪組；11、14-進(jìn)風(fēng)道；13-水平風(fēng)門；15-通風(fēng)機(jī)房；18-檢查門第61頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三兩臺離心式通風(fēng)機(jī)反風(fēng)布置圖。正常通風(fēng)時(shí)，井下風(fēng)流由出風(fēng)井經(jīng)進(jìn)風(fēng)道進(jìn)入通風(fēng)機(jī)入口，然后由通風(fēng)機(jī)經(jīng)擴(kuò)散器排出，風(fēng)流按實(shí)線箭頭方向流動。當(dāng)?shù)V井需要反風(fēng)時(shí)，首先關(guān)閉垂直閘門，打開水平風(fēng)門，并將擴(kuò)散器中的反風(fēng)門提起，堵塞擴(kuò)散器出口，使通風(fēng)機(jī)與反風(fēng)道相通。此時(shí)，大氣由水平風(fēng)門進(jìn)入進(jìn)風(fēng)道和通風(fēng)機(jī)入口，再由通風(fēng)機(jī)出口進(jìn)入反風(fēng)道，然后下行壓入風(fēng)井，達(dá)到反風(fēng)目的。風(fēng)流在此過程中按虛線箭頭方向流動。第62頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三

（三）軸流式通風(fēng)機(jī)的反轉(zhuǎn)反風(fēng)反轉(zhuǎn)反風(fēng)是通過改變?nèi)~輪的旋轉(zhuǎn)方向來改變風(fēng)流方向的。這種方法只限于可反轉(zhuǎn)反風(fēng)的軸流式通風(fēng)機(jī)。目前，我國生產(chǎn)的2K60型、2K56型、BDK型都可通過反轉(zhuǎn)反風(fēng)，且反風(fēng)量滿足《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。2K60型通風(fēng)機(jī)反風(fēng)時(shí)，需先切斷電源，剎車制動，然后利用傳動裝置使中、后導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動150°。改變電源相位使電動機(jī)與通風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，完成反風(fēng)。2K56型不需轉(zhuǎn)動中、后導(dǎo)葉，反轉(zhuǎn)反風(fēng)即可。BDK型通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)是切斷電源，剎車制動后直接改變電源相位使電動機(jī)與通風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)即可進(jìn)行反風(fēng)。第63頁，共69頁，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù)

一、通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)通風(fēng)機(jī)在安裝和檢修后要進(jìn)行調(diào)整和試運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)前要對通風(fēng)機(jī)作詳細(xì)的檢查，如皮帶或聯(lián)軸器的連接情況，各部螺絲的緊固程度，自動控制軸承溫度裝置是否良好，潤滑油是否夠用等。運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)注意機(jī)器的響聲和振動，檢查軸承的溫度，觀察和記錄各種儀表的讀數(shù)。如發(fā)現(xiàn)有撞擊聲、葉輪與機(jī)殼內(nèi)壁的摩擦聲、不正常的振動及其它故